Mathematical Modelling of Transient Processes in a 10-storey Building Represented as Heaviside Functions
Main Article Content
Abstract
The purpose of the scientific work is to consider the problems of mathematical modeling of seismic safety of a tenstorey building with a base in the form of an elastic halfplane under unsteady wave influences. The problem of modeling problems of the transition period is an urgent fundamental and
applied scientific problem. An algorithm and a set of programs
for solving linear planar two-dimensional problems have been
developed. The algorithmic language Fortran-90 was used in
the development of the software package. An explicit twolayer
finite element scheme is obtained.
To assess the reliability of the developed methodology, algorithm and software package, the problem of the impact of a pulse in the form of three halfcycles of a sinusoid on an elastic halfplane was solved. A system of equations consisting of 8016008 unknowns is solved. The problem of the effect of a plane longitudinal elastic wave in the form of a Heaviside function on a tenstorey building with a base is considered. A system of equations consisting of 16202276 unknowns is solved. Contour stresses and stress tensor components are obtained in the characteristic areas of the problem under study. Based on the conducted studies, the following conclusions can be drawn: the elastic contour stress on the faces of the building is almost a mirror image of one another, that is, antisymmetric; bending waves mainly prevail during seismic action.
Article Details

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
References
Дэйвис Р. Волны напряжений в твердых телах. М.: Иностранная литература, 1961, 104 с.
Тимошенко С.П., Гудьер Д. Теория упругости. М.: Наука, 1975, 576 с.
Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979, 392 с.
Мусаев В.К. О достоверности результатов численного метода решения сложных за-дач волновой теории упругости при ударных, взрывных и сейсмических воздействиях // Ученые записки Российского государственного социального университета, 2009, № 5, с. 21–33. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13000903
Musayev V.K. Estimation of accuracy of the results of numerical simulation of unsteady wave of the stress in deformable objects of complex shape // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2015, Volume 11, Issue 1, pp. 135–146. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23764460
Musayev V.K. On the mathematical modeling of nonstationary elastic waves stresses in corroborated by the round hole // International Journal for Computational Civil and Structural Engi-neering, 2015, Volume 11, Issue 1, pp. 147–156. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23764461
Федоров А.Л., Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Кузнецов М.Е., Идельсон Е.В. Определение закономерностей нестационарного волнового напряженного состояния в геообъектах с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Техносферная безопасность, надежность, качество, энерго и ресурсосбережение: Т38. Материалы Международной научно-практической конференции. Выпуск XVIII. В 2 т. Том 2. Ростов-на-Дону: Донской государственный технический университет, 2016, с. 289–297.
Самойлов С.Н. Моделирование безопасности подземного нефтепровода при нестационарных сейсмических воздействиях с помощью численного метода, алгоритма и ком-плекса программ Мусаева В.К. // Проблемы управления безопасностью сложных систем. Материалы XXIV Международной конференции. М.: РГГУ, 2016, с. 255–258.
Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Куранцов В.А., Мусаева С.В., Кулагина Н.В. Оценка точности и достоверности моделирования плоских нестационарных упругих волн напряжений (треугольный импульс) в полуплоскости с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Проблемы управления безопасностью сложных систем. Материалы XXIV Международной конференции. М.: РГГУ, 2016, с. 352–355.
Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Дикова Е.В., Крылов А.И. Моделирование досто-верности и точности импульсного воздействия в упругой полуплоскости с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Информационно-телекоммуникационные технологии и математическое моделирование высокотехнологичных систем. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. М.: РУДН, 2017, с. 339–341. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29991500&pff=1
Мусаев В.К. Применение волновой теории сейсмического воздействия для моделирования упругих напряжений в Курпсайской плотине с грунтовым основанием при незаполненном водохранилище // Геология и геофизика Юга России, 2017, № 2, с. 98–105. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29425760
Стародубцев В.В., Акатьев С.В., Мусаев А.В., Шиянов С.М., Куранцов О.В. Моделирование с помощью численного метода Мусаева В.К. нестационарных упругих волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть – четверть круга, средняя – горизонтальная, нисходящая часть – линейная) в сплошной деформируемой среде // Проблемы безопасности российского общества, 2017, № 1, с. 63–68. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32783211
Дикова Е.В., Шиянов М.И., Кулагина Н.В., Зимин А.М., Куранцов О.В. Применение волновой теории сейсмической безопасности для моделирования несущей способности уникальных объектов с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Му-саева В.К. // Проблемы управления безопасностью сложных систем. Материалы XXVI Международной конференции. М.: РГГУ, 2018, с. 250–254.
Мусаев В.К. Математическое моделирование нестационарных упругих волн напряжений в консоли с основанием (полуплоскость) при фундаментальном сейсмическом воздействии // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2019, № 6, с. 29–33. DOI: 10.22363/1815-5235-2019-15-6-477-482
Акатьев С.В., Крылов А.И., Куранцов В.В., Мусаев А.В., Стародубцев В.В. Моде-лирование сейсмических процессов в уникальных сооружениях с помощью комплекса про-грамм Мусаева В.К. // Высшая школа. Новые технологии науки, техники, педагогики: мате-риалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука – Общество – Технологии – 2019». М.: Московский политех, 2019, с. 367–373. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37472584&pff=1
Мусаев В.К. Математическое моделирование нестационарных упругих волн напряжений (переходной процесс) при воздействии (вертикальное сосредоточенное в виде треугольного импульса) на поверхность полуплоскости (задача Лэмба) // Геология и геофизика Юга России, 2020, № 4, с. 164–174. DOI: 10.46698/VNC.2020.32.87.010
Мусаев В.К. Математическое моделирование нестационарных упругих волн напряжений в десятиэтажном здании с основанием (полуплоскость) при фундаментальном сейсмическом воздействии // Проблемы безопасности российского общества. 2021, № 1, с. 13–20. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45729042